CN117672800A - 用于处理基板的设备及用于处理基板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明构思提供一种基板处理设备。基板处理设备包括具有一处理空间的一壳体；一支撑单元，其位于处理空间中且经配置以供应一电力并且支撑一基板；以及一等离子体控制单元，其经配置以改变形成于处理空间中的一等离子体的一特性。其中，等离子体控制单元包括位于支撑单元上方的一间隙控制板；以及，改变间隙控制板位置的一板驱动器，且板驱动器维持间隙控制板的一底表面与支撑板的一顶表面之间的一间隙，并通过改变间隙控制板的位置以改变等离子体的特性。

Description

用于处理基板的设备及用于处理基板的方法
技术领域
本文发明构思所描述的实施例涉及一种基板处理设备，更具体地，是涉及一种使用等离子体的基板处理设备。
背景技术
等离子体(plasma)是指由离子、自由基以及电子等所组成的电离气体(ionizedgas)，并且由非常高的温度、强电场或高频电磁场(high-frequency electromagneticfield)所产生的。半导体元件制造工艺包括使用等离子体以去除基板上的膜的灰化工艺(ashing process)或蚀刻工艺(etching process)。灰化工艺或是蚀刻工艺皆通过等离子体中所含有的离子及自由基粒子与基板上的膜碰撞或反应来执行的。一般而言，安装在使用等离子体的基板处理设备中的部件会被固定地安装于设备内。尤其，形成电场的部件的位置是固定在设备内，并根据设定工艺参数(recipe)不断地维持与基板的间隙。在不改变形成电场部件位置的情况下，难以改变电场或等离子体的特性。
发明内容
本发明构思的实施例提供一种用于有效处理基板的基板处理设备及基板处理方法。
本发明构思的实施例提供一种用于有效改变等离子体特性的基板处理设备及基板处理方法。
本发明构思的技术目的并不限于上述目的，并通过以下描述，本领域技术人员将清楚其他未提及的技术目的。
本发明构思提供一种基板处理设备。所述基板处理设备包括具有一处理空间的一壳体；一支撑单元，其位于所述处理空间内且经配置以供应一电力并且支撑一基板；以及一等离子体控制单元，其经配置以改变所述处理空间中形成的一等离子体的一特性。其中，所述等离子体控制单元包括定位于所述支撑单元上方的一间隙控制板；以及，改变所述间隙控制板位置的一板驱动器，且所述板驱动器维持所述间隙控制板的一底表面与所述支撑板的一顶表面之间的一间隙，同时通过改变所述间隙控制板的位置以改变所述等离子体的所述特性。
在一实施例中，所述板驱动器耦接于所述间隙控制板，以在上/下方向移动所述间隙控制板，所述支撑单元进一步包括升降单元，其经配置以在所述上/下方向移动所述支撑板；且在所述间隙控制板在所述上/下方向移动时，所述升降单元以与所述间隙控制板移动为相同距离在相同方向上移动，以维持所述间隙控制板的所述底表面与所述支撑板的所述顶表面之间的所述间隙。
在一实施例中，所述基板处理设备进一步包括：底部边缘电极，其经定位以围绕所述支撑板并定位于被支撑于所述支撑板上的所述基板的边缘区域下方；以及顶部边缘电极，其经定位以面向所述底部边缘电极并定位于被支撑于所述支撑板上的所述基板的所述边缘区域上方。其中，所述底部边缘电极与所述支撑板一起通过所述升降单元沿着所述上/下方向移动，以及所述顶部边缘电极的位置固定于所述处理空间中内。
在一实施例中，在向下方向上分别使所述板驱动器移动所述间隙控制板以及使所述升降单元移动所述支撑单元，以在维持所述间隙的同时，使得所述顶部边缘电极的所述底表面与所述底部边缘电极的所述顶表面之间的间隙被加宽的同时维持。
在一实施例中，在向下方向上分别使所述板驱动器移动所述间隙控制板以及使所述升降单元移动所述支撑单元，以在维持所述间隙的同时，使得所述顶部边缘电极的所述底表面与所述底部边缘电极的所述顶表面之间的间隙被缩窄的同时维持。
在一实施例中，所述底部边缘电极以及所述顶部边缘电极接地。
在一实施例中，所述间隙控制板由含有介电质的材料制成。
在一实施例中，所述间隙控制板包括：一介电板，其经定位以面向支撑板且是由含有介电质的材料制成；以及金属板，其定位于所述介电板上方且是由含有金属的材料制成，以及所述板驱动器耦接至所述金属板的顶端。
本发明构思提供一种基板处理设备。所述基板处理设备包括：一壳体，其具有一处理空间；一支撑单元，其定位于所述处理空间中，所述支撑单元经配置以供应一电力并且支撑一基板；一升降单元，其经配置以移动支撑板；以及一等离子体控制单元，其经配置以改变于所述处理空间中形成的一等离子体的一特性。其中，所述等离子体控制单元包括：一间隙控制板，其位于所述支撑单元的上方；以及一板驱动器，其经配置以移动所述间隙控制板，以及所述板驱动器通过移动所述间隙控制板改变所述等离子体的所述特性，以及所述升降单元与所述板驱动器同步控制，使所述间隙控制板的底表面与所述支撑板的一顶表面之间的间隙维持在根据配方设置的参考间隙。
在一实施例中，所述板驱动器沿着上/下方向移动所述间隙控制板，以及所述升降单元与所述板控制器同步控制，以在所述间隙控制板移动时，使所述支撑单元以与与所述间隙控制板移动为相同距离在相同方向上移动，以维持所述参考间隙。
在一实施例中，所述基板处理设备进一步包括：一底部边缘电极，其经定位以围绕所述支撑板并定位于被支撑于所述支撑板上的所述基板的边缘区域下方；以及顶部边缘电极，其定位于所述底部边缘电极上方以面向所述底部边缘电极，且经定位以围绕所述间隙控制板的外表面，并且固定地耦接至安装在所述壳体的顶板上的电极板的一底端。
本发明构思提供一种基板处理方法。所述基板处理方法包括：通过在基板的边缘区域中产生的等离子体来处理所述基板，所述等离子体是通过定位于所述边缘区域上方并呈一环形的一顶部边缘电极、定位于所述边缘区域下方呈环形的底部边缘电极以及用于供应电力及支撑所述基板的支撑板之间的电相互作用所产生；通过改变定位于顶部边缘电极的内侧处的间隙控制板的顶部/底部位置来改变所述等离子体的特性；以及在产生所述等离子体的同时，将所述支撑板的一顶表面与所述间隙控制板的一底表面之间的一间隙维持在根据配方设置的参考间隙。
在一实施例中，所述支撑板以与所述间隙控制板移动为相同方向移动并且以与所述间隙控制板移动为相同距离移动，以维持所述参考间隙。
在一实施例中，固定所述顶部边缘电极的位置，并且使所述间隙控制板以及所述支撑板分别在向下方向移动，使得在维持所述参考间隙的同时，所述顶部边缘电极的底表面与所述底部边缘电极的顶表面之间的间隙被加宽。
在一实施例中，固定所述顶部边缘电极的位置，并且使所述间隙控制板以及所述支撑板分别在向上方向移动，使得在维持所述参考间隙的同时，所述顶部边缘电极的底表面与所述底部边缘电极的顶表面之间的间隙被缩窄。
在一实施例中，所述间隙控制板包括：介电板，其经定位以面向所述支撑板且由含有介电质的材料制成；以及金属板，其定位于所述介电板上方且由含有金属的材料制成。
本发明构思的实施例可以有效处理一基板。
本发明构思的实施例可以容易地改变一等离子体的一特性。
本发明构思的实施例可以有效地改变形成于一基板的一边缘区域上的一等离子体的一特性，同时维持由一工艺参数设定的一基板与一介电板之间的一间隙。
本发明构思的效果不限于上述效果，并且根据以下描述，其他未提及的效果对于本领域技术人员将变得可清楚理解。
附图说明
以上及其他目的及特征将根据下方参考以下各图描述而变得可清楚理解，其中除非另有规定，否则相同元件符号在各图中是指相同部分，并且
其中：
图1为一实施例的一基板处理设备的剖面示意图。
图2为一实施例在一基板处理设备中使用等离子体处理基板的剖面示意图。
图3、图4及图5为一实施例以一等离子体控制单元改变等离子体的特性的放大示意图。
图6为另外一实施例的等离子体控制单元的放大示意图。
附图标记说明：
W：基板
G0：基准距离
L1：第一垂直距离
L2：第二垂直距离
L3：第三垂直距离
H1：第一间隙
H2：第二间隙
H3：第三间隙
P：等离子体
P1：第一等离子体
P2：第二等离子体
P3：第三等离子体
10：基板处理设备
100：壳体
101：处理空间
200：支撑单元
210：支撑板
220：电源单元
222：电源
224：匹配装置
226：电力线
230：绝缘环
240：底部边缘电极
260：支撑轴
270：轴驱动器
300：等离子体控制单元
320：间隙控制板
322：介电板
324：金属板
340：板驱动器
360：驱动轴
380：支架
420：电极板
440：顶部边缘电极
500：气体管线
具体实施方式
现将参照附图更全面地描述示例实施例。所提供示例实施例使得本公开将彻底且将范围充分地表达予本领域中技术人员。许多具体细节的阐述，例如具体组件、设备及方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员来说明显的是，不需采用具体细节，示例实施例可以以许多不同的形式来实施，并且皆不应当被解释为限制本发明的范围。在一些示例实施例中，并没有详细描述现有工艺、现有装置结构以及现有技术。
本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，且并非意旨作为对本发明构思的限制。如本文中所使用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式「一」、「一个」及「所述」亦意旨包含复数形式。应当进一步理解，术语「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」用于本说明书中时，指规定特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或其分组的存在或添加。本文中所描述的方法步骤、工艺及操作，除非是具体标识为执行顺序，否则不应被解释为必须要求其是以所讨论或示出的特定顺序来执行的。
当一元件或层被称为「在」另一元件或层「上」、「接合至」另一元件或层、「连接至」另一元件或层或「耦接至」另一元件或层时，前述元件或层可直接在、连接到、或耦接到另一元件或层上，或者可存在中间的元件或层。相比之下，当一元件被称为「直接位于」另一元件或层「上」、「直接接合至」另一元件或层、「直接连接至」另一元件或层或「直接耦接至」另一元件或层，则不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似的方式进行说明(例如，「在……之间」相对于「直接在……之间」、「相邻」相对于「直接相邻」等)。如本文中所使用，术语「及/或」包括相关联的所列项目中的一或多个的任何及所有组合。
尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层及/或区段，但该些元件、组件、区域、层及/或区段不应受限于该些术语。该些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层及/或区段与另一元件、组件、区域、层或区段做出区分。该些「第一」、「第二」或其他数字等术语，除非上下文另有明确指示，否则在本文中使用时并不暗示序列或顺序。因此，在不背离示例实施例的启示的情况下，以下所论述的第一元件、组件、区域、层或区段可以被称为第二元件、组件、区域、层或区段。
为了便于叙述说明如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征之间的关系，本文中可以使用例如「内部」、「外部」、「下方(beneath)」、「下方(below)」、「下部」、「上方(above)」、「上部」等空间相对术语。除了附图中所示的方位外，空间相对术语可意旨涵盖装置在使用或操作中的不同定向(orientation)。举例来说，如果附图中的装置被反转，则所述为在其他元件或特征「下方(beneath)」或「下方(below)」的元件将被定向为在其他元件或特征「上方(above)」。因此，示例术语「下方」可以涵盖上下的定向。装置可以使用其他方式定向(旋转90度或其他定向)，以解读在本文中所使用的空间相对应的描述。
应当理解，在示例实施例的描述中所使用「相同(same)」或「相同(identical)」时，可能存在某些不精确性。因此，当一个元件或数值被称为与另一元件或数值相同时，应当理解为该元件或数值在制备或操作公差范围内(例如：±10％)的其他元件或数值相同。
应当理解，当术语「大约」或「基本上」与数值结合使用时，相关联的数值包括围绕该数值的制备或操作公差(例如：±10％)。此外，当术语「一般」或「基本上」与几何形状结合使用时，应当理解，形状的范围在本公开的范围内，但并非要求几何形状的精确度。
除非另外定义，否则本文中所使用的所有术语(包含技术术语及科学术语)皆具有与示例实施例所属领域的技术人员所能理解的相同含义。应当进一步理解，包括在常用辞典中所定义的术语，应被解译为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，且除非在本文中明确定义，否则将不会以理想化或过于正式的含义进行解译。
图1为一实施例的一基板处理设备的剖面示意图。
在下文中，将参照图1详细描述本发明构思的实施例的基板处理设备10。
基板处理设备10是对基板W执行一工艺处理。基板处理设备10可以对基板W执行一等离子体处理工艺。举例来说，在基板处理设备10上执行的等离子体处理工艺可以是对基板W上的膜执行蚀刻工艺(etching process)或灰化工艺(ashing process)。膜可以包括多晶硅膜(polysilicon film)、氧化膜(oxide film)、氮化膜(nitride film)、氧化硅膜(silicon oxide film)及氮化硅膜(silicon nitride film)等多种类的膜。上述氧化膜可以是自然氧化膜或是由化学反应所生成的氧化膜。此外，该膜可以是在处理基板W的过程中所产生并附着及/或残留于基板W上的副产物(By-product)。
在下文所述的基板处理设备10是以一斜面蚀刻工艺(Bevel Etch process)去除基板W的边缘区域的膜作为举例说明。然而，本发明并不以此为限，下述的基板处理设备10可以等同地或类似地应用于使用等离子体处理基板W的各种工艺。
基板处理设备10可包括壳体100、支撑单元200、等离子体控制单元300以及顶部电极单元(电极板420、顶部边缘电极440)。
壳体100具有处理空间101，基板W是在处理空间101中被处理。壳体100一般为长方体形状。壳体100的材质可以包括金属。以及，壳体100的内表面可以涂覆有绝缘材料。壳体100接地。
支撑单元200位于处理空间101中。支撑单元200支撑处理空间101中的基板W。支撑单元200可包括支撑板210、电源单元220、绝缘环230、底部边缘电极240、以及升降单元(支撑轴260、轴驱动器270)。
基板W是装设于支撑板210的顶表面上。因此，基板W是被支撑于支撑板210上。从上方观察时，支撑板210具有实质上圆形的形状。根据一实施例，支撑板210的直径可以小于基板W的直径。因此，基板W的中心区域可以装设于支撑板210的顶表面上，且基板W的边缘区域可以不接触支撑板210的顶表面。
电源单元220为支撑板210供应电力。电源单元220可以包括电源222、匹配装置224以及电力线226。电源222可以是为支撑板210供应偏电压(bias voltage)的偏压电源(biaspower source)。此外，电源222可以为支撑板210供应高频电压(high frequency voltage)的射频电源(RF power source)。电源222通过电力线226电连接至支撑板210。匹配装置224可以安装在电力线226上用以匹配阻抗(impedance)。
绝缘环230设置于支撑板210与稍后描述的底部边缘电极240之间。根据一实施例，绝缘环230可以是由绝缘材料所制成。因此，绝缘环230将支撑板210与底部边缘电极240电隔离。绝缘环230一般具有环形形状。绝缘环230是围绕设置于支撑板210。更具体地，绝缘环230围绕设置于支撑板210的外圆周表面。
根据一实施例，绝缘环230的内部区域的顶表面的高度可以不同于其外部区域的顶表面的高度。即，绝缘环230的顶表面可以形成阶梯状。举例来说，绝缘环230可以是阶梯状，以使其内部区域的顶表面的高度高于外部区域的顶表面的高度。如果基板W装设于支撑板210上，则绝缘环230的内部区域的顶表面可以接触基板W的底表面。另一方面，即使基板W装设于支撑板210上，绝缘环230的外部区域的顶表面可以与基板W的底表面间隔分开。
根据一实施例，底部边缘电极240可以接地。底部边缘电极240的材料包括金属。底部边缘电极240一般具有环形的形状。底部边缘电极240是围绕设置于绝缘环230的外圆周表面。从上方观察时，底部边缘电极240是位于被支撑于支撑板210上的基板W的边缘区域中。更具体地，底部边缘电极240是位于被支撑于支撑板210上的基板W的边缘区域的下方。
底部边缘电极240的顶表面可以位于与绝缘环230的外部区域的顶表面相同的高度处。另外，底部边缘电极240的顶表面可以位于低于支撑板210的顶表面的高度处。因此，底部边缘电极240可以与被支撑于支撑板210上的基板W的底表面间隔分开。具体而言，底部边缘电极240的顶表面与被支撑于支撑板210上的基板W的边缘区域的底表面可以彼此间隔分开。因此，稍后描述的等离子体可以渗入基板W的边缘区域的底表面与底部边缘电极240的顶表面之间的空间。另外，底部边缘电极240的底表面可以位于与绝缘环230的底表面相同的高度处。
升降单元(支撑轴260、轴驱动器270)抬升及调降支撑板210。当升降单元(支撑轴260、轴驱动器270)抬升及调降支撑板210时，与支撑板210及底部边缘电极240结合的绝缘环230也被抬升及调降。升降单元(支撑轴260、轴驱动器270)可以被稍后描述的板驱动器340同步控制。更具体地，稍后描述的轴驱动器270是被板驱动器340同步控制。稍后将描述其详细描述。
升降单元(支撑轴260、轴驱动器270)可以包括支撑轴260以及轴驱动器270。支撑轴260耦接于支撑板210。具体地，支撑轴260耦接于支撑板210的底端。支撑轴260具有垂直的长度方向。支撑轴260的一端耦接于支撑板210，而其另一端连接至轴驱动器270。轴驱动器270使支撑轴260沿着上/下方向移动。因此，支撑板210及被支撑于支撑板210上的基板W可以沿着上/下方向移动。轴驱动器270可以是任何一种已知的马达(motor)，例如伺服马达、线性马达或脉冲马达。
等离子体控制单元300改变在处理空间101中所形成的等离子体的特性。更具体地，等离子体控制单元300改变形成于被支撑于支撑板210上的基板W的边缘区域中的等离子体的特性。稍后将描述使用电将控制单元300改变形成于基板W的边缘区域中的等离子体的特性的具体机制。
等离子体控制单元300位于处理空间101中。等离子体控制单元300位于支撑板210上方。等离子体控制单元300可包括间隙控制板320以及板驱动器340。
当从上方观察时，间隙控制板320可具有实质上圆形的形状。另外，间隙控制板320的底部可以具有盘形的形状，间隙控制板320的顶部可以具有圆柱形状。间隙控制板320的顶部及底部可以由相同的材料所制成并且可以为一体成型。间隙控制板320的顶部可以插入到形成于稍后描述的电极板420的中心部分处的开口中。另外，间隙控制板320的顶部可以插入到形成于壳体100的顶部中心的开口中。
间隙控制板320是设置为面向支撑板210。更具体地，间隙控制板320设置于支撑板210上方以面向支撑板210的中心区域。因此，间隙控制板320可以面向被支撑于支撑板210上的基板W的中心区域。根据一实施例的间隙控制板320可以由含有介电质的材料所制成。
驱动轴360可耦接至间隙控制板320的顶端。驱动轴360可一般具有杆状。驱动轴360的一端可耦接至间隙控制板320的顶端，且其另一端可连接到板驱动器340。也就是说，板驱动器340可通过驱动轴360耦接至间隙控制板320。
板驱动器340改变间隙控制板320的位置。板驱动器340沿着上/下方向移动驱动轴360。如果板驱动器340沿着上/下方向移动驱动轴360，则耦接于驱动轴360的间隙控制板320也会沿着上/下方向移动。板驱动器340可以为沿着线性方向传递驱动力的任何一种已知马达。板驱动器340可以位于壳体100的外部。板驱动器340可以通过位于壳体100外部的支架380固定。更具体地，板驱动器340可以通过耦接至壳体100的顶板的支架380固定于壳体100的外部。
另外，板驱动器340与上述轴驱动器270被同步控制。举例来说，轴驱动器270沿着与板驱动器340移动间隙控制板320相同的方向移动支撑板210。此外，轴驱动器270移动支撑板210的距离与板驱动器340移动间隙控制板320的距离相同。
板驱动器340以及轴驱动器270的同步控制是由未示出的控制器执行。控制器可以包括工艺控制器，其是由控制板驱动器340以及轴驱动器270的微处理器(电脑)、由执行指令输入操作的键盘所组成的使用者接口、或可视化并显示操作条件的显示器，以及包含控工艺序或各种数据的存储单元所组成的。
顶部电极单元(电极板420、顶部边缘电极440)设置于处理空间101中。另外，顶部电极单元(电极板420、顶部边缘电极440)设置于支撑单元200的上方。顶部电极单元(电极板420、顶部边缘电极440)围绕设置于间隙控制板320的侧端和顶端。更具体地，稍后描述的电极板420可以围绕间隙控制板320的顶端，并且稍后描述的顶部边缘电极440可以围绕间隙控制板320的侧端。
顶部电极单元(电极板420、顶部边缘电极440)可以包括电极板420以及顶部边缘电极440。
电极板420的材料包括金属。根据一实施例，电极板420的材料可以包括铝。电极板420设置于处理空间101内。另外，电极板420位于间隙控制板320的底部的上方。电极板420可以耦接至壳体100的顶部。电极板420可以具有圆盘形状。根据一实施例，电极板420的直径可以大于间隙控制板320的直径。此外，电极板420可以与间隙控制板320共享其中心。上述间隙控制板320的插入部可以形成在电极板420的中心部分中。因此，如果板驱动器340向上及向下移动间隙控制板320，则间隙控制板320的顶部可能不会干扰电极板420。
顶部边缘电极440具有环形的形状。顶部边缘电极440耦接于电极板420的底端。更具体地，顶部边缘电极440是固定地耦接于电极板420边缘区域的底端。因此，顶部边缘电极440的位置是固定于处理空间101中。
上述间隙控制板320可以位在电极板420的中心区域下方，以及顶部边缘电极440可以结合到电极板420的边缘区域的底端。即，顶部边缘电极440沿着间隙控制板320的圆周方向设置在间隙控制板320的外部。此外，顶部边缘电极440可以与间隙控制板320共享其中心。顶部边缘电极440的材料可以包括金属。根据一实施例，顶部边缘电极440可以由与电极板420相同或相似的材料所制成。顶部边缘电极440可以电连接到电极板420。此外，顶部边缘电极440可接地。
另外，顶部边缘电极440是设置于基板W的边缘区域的上方。此外，顶部边缘电极440是设置在底部边缘电极240的上方以面向底部边缘电极240。因此，当从上方观察时，顶部边缘电极440可以与被支撑于支撑板210上的基板W的边缘区域相重叠。
另外，顶部边缘电极440的内圆周表面可以是以一预定距离与间隙控制板320的外圆周表面间隔分开设置。气体管线500是连接于顶部边缘电极440的内圆周表面以及间隙控制板320的外圆周表面之间的间隙。当从上方观察时，该间隙与基板W的边缘区域相重叠。因此，气体管线500所供应的气体可以经由该空间供应至基板W的边缘区域。供应至基板W的边缘区域的气体可以是由等离子体激发的气体。
图2为一实施例在基板处理设备中使用等离子体处理基板的剖面示意图。
参阅图2所示，气体是通过气体管线500供应至基板W的边缘区域。供应高频电力或偏压电力给支撑板210、接地的底部边缘电极240以及接地的顶部边缘电极440，使彼此电相互作用，以在基板W的边缘区域中形成电场(electronic field)。通过在基板W的边缘区域内所形成的电场，供应至基板W的边缘区域的气体会在基板W的边缘区域内被激发为等离子体P状态。形成于基板W的边缘区域内的等离子体P可以蚀刻形成于基板W的边缘区域内的膜。根据本发明构思的一实施例，当等离子体P形成于基板W的边缘区域内时，支撑板210的顶表面与间隙控制板320的底表面是依据一预定工艺参数(recipe)维持一规定间隔(regular interval)。
图3、图4及图5为一实施例以等离子体控制单元改变等离子体的特性的放大示意图。
在下文中，将参照图3至图5所示描述本发明构思的实施例以等离子体控制单元改变等离子体的特性的机制。
参阅图3所示，当具有第一特性的第一等离子体P1形成于基板W的边缘区域内时，间隙控制板320的底表面与支撑板210的顶表面之间的距离是维持在由预定工艺参数所决定的基准距离G0。参阅图3所示，当使用形成于基板W的边缘区域内的第一等离子体P1处理基板W时，底部边缘电极240的顶表面与顶部边缘电极440的底表面之间的间隙可以维持在第一间隙H1。另外，当使用第一等离子体P1处理基板W时，间隙控制板320的底表面与顶部边缘电极440的顶表面之间的垂直距离可以保持在第一垂直距离L1。
参阅图4所示，等离子体控制单元300可以改变形成于基板W的边缘区域内的等离子体的特性。举例来说，等离子体控制单元300可以将形成于基板W的边缘区域内的等离子体从具有第一特性的第一等离子体P1改变为具有第二特性的第二等离子体P2。
更具体地，板驱动器340可以使间隙控制板320向上移动第一距离。轴驱动器270是通过板驱动器340的驱动被同步控制，使支撑板210向上移动第一距离。因此，间隙控制板320的底表面与支撑板210的顶表面之间的间隙是维持在由预定工艺参数所决定的基准距离G0。也就是说，间隙控制板320可以在向上移动的同时维持基准距离G0。
当间隙控制板320的位置改变完成时，底部边缘电极240的顶表面与顶部边缘电极440的底表面之间的间隙可以变为第二间隙H2。第二间隙H2可以是小于如图3所示的第一间隙H1的值。例如，第二间隙H2可以是通过从第一间隙H1减去第一距离所获得的值，第一距离是间隙控制板320的移动距离。也就是说，当间隙控制板320向上移动时，底部边缘电极240与顶部边缘电极440之间的间隙可以缩窄。
根据上述实施例，间隙控制板320在向上移动的同时依据工艺参数维持基准距离G0，从而改变底部边缘电极240与顶部边缘电极440之间的距离。因此，形成于基板W的边缘区域内的电场的特性可以被改变，以及形成于基板W的边缘区域内的等离子体的特性可以被改变。
举例来说，随着底部边缘电极240与顶部边缘电极440之间的间隙缩窄，形成于基板W的边缘区域内的等离子体的化学特性增加且物理特性降低。物理特性可以指与形成于基板W的边缘区域内的膜所发生的物理反应。化学特性可以指与形成于基板W的边缘区域内的膜所发生的化学反应，或者供应至基板W的边缘区域的气体的化学反应性。也就是说，随着底部边缘电极240与顶部边缘电极440之间的间隙缩窄，基板W的边缘区域的间隙也缩窄。随着基板W的边缘区域的间隙缩窄，等离子体难以渗入至形成于基板W的边缘区域内的膜中。因此，由于等离子体难以与形成于基板W的边缘区域内的膜发生物理反应，因此等离子体的物理特性可能会降低。另外，随着基板W的边缘区域的间隙缩窄，供应至基板W的边缘区域的气体的密度增加，因此等离子体的化学特性能够增加。
因此，等离子体控制单元300可以将形成于基板W的边缘区域内的等离子体从具有第一特性的第一等离子体P1改变成为具有第二特性的第二等离子体P2(其中化学特性从第一特性增加，但物理特性减少)。
如图4所示，当间隙控制板320的位置改变时，间隙控制板320的底表面与顶部边缘电极440的顶表面之间的垂直距离可以改变为第二垂直距离L2。第二垂直距离L2可以具有比如图3所示的第一垂直距离L1还小的值。例如，第二垂直距离L2可以是通过从第一垂直距离L1减去第一距离所获得的值，第一距离是间隙控制板320的移动距离。由于间隙控制板320是由含有介电质的材料所制成，因此形成于基板W的边缘区域内的等离子体的特性可以根据间隙控制板320与顶部边缘电极440的相对位置而改变。例如，可以改变形成于基板W的边缘区域内的等离子体的形成范围。
参阅图5所示，等离子体控制单元300可以将形成于基板W的边缘区域内的等离子体从具有第一特性的第一等离子体P1改变成为具有第三特性的第三等离子体P3。
举例来说，板驱动器340可以使间隙控制板320向下移动第二距离。轴驱动器270是通过板驱动器340的驱动同步控制，使支撑板210向下移动第二距离。因此，间隙控制板320的底表面与支撑板210的顶表面之间的间隙是维持在由工艺参数所决定的基准距离G0。也就是说，间隙控制板320可以在向下移动的同时维持基准距离G0。
当间隙控制板320的移动完成时，底部边缘电极240的顶表面与顶边缘电极440的底表面之间的间隙可以变为第三间隙H3。第三间隙H3可以是大于如图3所示的第一间隙H1的值。例如，第三间隙H3可以是通过将第二距离与第一间隙H1相加所获得的值，第二距离是间隙控制板320的移动距离。也就是说，当间隙控制板320向下移动时，底部边缘电极240与顶部边缘电极440之间的间隙可以加宽。
根据上述实施例，间隙控制板320在向下移动的同时依据工艺参数维持基准距离G0，从而加宽底部边缘电极240与顶部边缘电极440之间的间隙。因此，形成于基板W的边缘区域内的电场的特性可以被改变，以及形成于基板W的边缘区域内的等离子体的特性可以从第一特性变为第三特性(化学特性比第一特性降低更多，但物理特性增加)。因此，等离子体控制单元300可以将形成于基板W的边缘区域内的等离子体从具有第一特性的第一等离子体P1改变成为具有第三特性的第三等离子体P3。
如图5所示，当间隙控制板320的向下移动完成时，间隙控制板320的底表面与顶部边缘电极440的顶表面之间的垂直距离可以改变为第三垂直距离L3。第三垂直距离L3可以具有比如图3所示的第一垂直距离L1还大的值。例如，第三垂直距离L3可以是通过由第一垂直距离L1加上第二距离所获得的值，第二距离是间隙控制板320的移动距离。也就是说，当间隙控制板320向下移动时，间隙控制板320会移动远离顶部边缘电极440。因此，可以改变形成于基板W的边缘区域内的等离子体的形成范围。
根据前述实施例，可以通过改变间隙控制板320的简单位置来改变形成于基板W的边缘区域内的等离子体的特性。例如，当间隙控制板320移动时，可以有效地改变等离子体的物理特性、化学特性或形成范围。另外，通过同步控制，支撑板210会跟着间隙控制板320所移动的相同方向及距离移动，使支撑板210的顶表面与间隙控制板320的底表面之间维持在由工艺参数所决定的恒定间隙，可以依据工艺参数均匀地处理基板W。
与前述实施例不同，间隙控制板320是形成为圆盘形状，以及间隙控制板320的顶端可直接连接到驱动轴360，驱动轴360连接到板驱动器340。
在前述实施例中，已描述底部边缘电极240与顶部边缘电极440都接地的例子，但是本发明构思并不以此为限。例如，高频电力可以供应至底部边缘电极240和顶部边缘电极440中的任一个，而其余一个可以接地。另外，高频电力可以供应至底部边缘电极240和顶部边缘电极440中的每一个。
在下文中，将描述本发明构思的另一实施例的等离子体控制单元。除了附加说明之外，下述实施例与如图1至图5所示实施例的基板处理设备及基板处理方法的描述大致上相同或相似，因此将省略重复的内容的描述。
图6为另外一实施例的等离子体控制单元的放大示意图。
参阅图6所示，间隙控制板320可以包括介电板322以及金属板324。介电板322位于金属板324下方。根据一实施例，介电板322可以耦接于金属板324的底表面。另外，介电板322是放置在支撑板210上方以面向被支撑于支撑板210上的基板W的中心区域。介电板322可以具有基本上是盘形的形状。也就是说，当从上方观察时，介电板322可以具有基本上是圆形的形状。另外，介电板322可以是由含有介电质的材料所制成的。
金属板324可以是由包含金属的材料所制成的。另外，金属板324可以接地。金属板324是设置于介电板322上方。金属板324的底部可以具有基本上是盘形的形状。金属板324可以具有与介电板322相同的中心轴。另外，金属板324的底部可以具有与介电板322相同的直径。金属板324的顶部可以具有圆柱形形状。金属板324的顶部的部分可以插入至形成于电极板420的中心的开口以及形成于壳体100的顶部的开口中。此外，驱动轴360可以耦接于金属板324的顶端。因此，板驱动器340可以通过驱动轴360耦接至金属板324的顶端。
根据一实施例，金属板324引起供应至支撑板210的偏压电力或高频功率的耦合，并且有助于改变形成于基板W的边缘区域内的电场或等离子体的特性。因此，根据上述实施例，通过将由含有金属的材料所制成的金属板324放置于由金属所制成的介电板322上方，可以以更多不同的方式改变形成于基板W的边缘区域内的等离子体的特性。
本发明构思的效果并不限于上述效果，并且本发明构思所属领域技术人员可以从说明书及附图清楚地理解未提及的效果。
尽管至目前为此已经示出并描述了本发明构思的优选实施例，但是本发明构思并不以上述具体实施例为限，且应当注意的是，本领域技术人员可以理解本发明构思在不脱离权利要求中要求保护的本发明构思的本质的情况下，可以以各种方式实施本发明构思，并且修改不应脱离本发明构思的技术构思或前景来解释。

Claims (16)

1.一种基板处理设备，其包括：
壳体，其具有处理空间；
支撑单元，其定位于所述处理空间内且经配置以供应电力并且支撑基板；以及
等离子体控制单元，其经配置以改变于所述处理空间中形成的等离子体的特性，
其中，所述等离子体控制单元包括：
间隙控制板，其定位于所述支撑单元上方；以及
板驱动器，其改变所述间隙控制板的位置，且
所述板驱动器维持所述间隙控制板的底表面与支撑板的顶表面之间的间隙，同时通过改变所述间隙控制板的所述位置改变所述等离子体的所述特性。
2.如权利要求1所述的基板处理设备，其中所述板驱动器耦接于所述间隙控制板，以在上/下方向移动所述间隙控制板，
所述支撑单元进一步包括升降单元，其经配置以在所述上/下方向移动所述支撑板；且
在所述间隙控制板在所述上/下方向移动时，所述升降单元以与所述间隙控制板移动为相同距离在相同方向上移动，以维持所述间隙控制板的所述底表面与所述支撑板的所述顶表面之间的所述间隙。
3.如权利要求2所述的基板处理设备，其进一步包括：
底部边缘电极，其经定位以围绕所述支撑板并定位于被支撑于所述支撑板上的所述基板的边缘区域下方；以及
顶部边缘电极，其经定位以面向所述底部边缘电极并定位于被支撑于所述支撑板上的所述基板的所述边缘区域上方，
其中所述底部边缘电极与所述支撑板一起通过所述升降单元沿着所述上/下方向移动，且
所述顶部边缘电极的位置固定于所述处理空间内。
4.如权利要求3所述的基板处理设备，其中在向下方向上分别使所述板驱动器移动所述间隙控制板以及使所述升降单元移动所述支撑单元，以在维持所述间隙的同时，使得所述顶部边缘电极的所述底表面与所述底部边缘电极的所述顶表面之间的间隙被加宽。
5.如权利要求3所述的基板处理设备，其中在向下方向上分别使所述板驱动器移动所述间隙控制板以及使所述升降单元移动所述支撑单元，以在维持所述间隙的同时，使得所述顶部边缘电极的所述底表面与所述底部边缘电极的所述顶表面之间的间隙被缩窄。
6.如权利要求3所述的基板处理设备，其中所述底部边缘电极以及所述顶部边缘电极接地。
7.如权利要求1所述的基板处理设备，其中所述间隙控制板由含有介电质的材料制成。
8.如权利要求1所述的基板处理设备，其中所述间隙控制板包括：
介电板，其经定位以面向所述支撑板且是由含有介电质的材料制成；以及
金属板，其定位于所述介电板上方且是由含有金属的材料制成，
所述板驱动器耦接至所述金属板的顶端。
9.一种基板处理设备，其包括：
壳体，其具有处理空间；
支撑单元，其定位于所述处理空间内且经配置以支撑基板；
升降单元，其经配置以移动支撑板；以及
等离子体控制单元，其经配置以改变于所述处理空间中形成的等离子体的特性，
其中，所述等离子体控制单元包括：
间隙控制板，其定位于所述支撑单元上方；以及
板驱动器，其移动所述间隙控制板，
所述板驱动器通过移动所述间隙控制板改变所述等离子体的所述特性，且
所述升降单元与所述板驱动器同步控制，使所述间隙控制板的底表面与所述支撑板的顶表面之间的间隙维持在根据配方设置的参考间隙。
10.如权利要求9所述的基板处理设备，其中所述板驱动器沿着上/下方向移动所述间隙控制板，且
所述升降单元与所述板控制器同步控制，以在所述间隙控制板移动时，使所述支撑单元以与所述间隙控制板移动为相同距离在相同方向上移动，以维持所述参考间隙。
11.如权利要求10所述的基板处理设备，其进一步包括：
底部边缘电极，其经定位以围绕所述支撑板并定位于被支撑于所述支撑板上的所述基板的边缘区域下方；以及
顶部边缘电极，其定位于所述底部边缘电极上方以面向所述底部边缘电极，且经定位以围绕所述间隙控制板的外部侧表面，并且固定地耦接至安装在所述壳体的顶板上的电极板的底端。
12.一种基板处理方法，其包括以下步骤：
通过在基板的边缘区域中产生的等离子体来处理所述基板，所述等离子体是通过定位于所述边缘区域上方呈环形的顶部边缘电极、定位于所述边缘区域下方呈环形的底部边缘电极以及用于供应电力及支撑所述基板的支撑板之间的电相互作用所产生；
通过改变定位于所述顶部边缘电极的内侧处的间隙控制板的顶部/底部位置来改变所述等离子体的特性；以及
在产生所述等离子体的同时，将所述支撑板的顶表面与所述间隙控制板的底表面之间的间隙维持在根据配方设置的参考间隙。
13.如权利要求12所述的基板处理方法，其中所述支撑板以与所述间隙控制板移动为相同方向移动并且以与所述间隙控制板移动为相同距离移动，以维持所述参考间隙。
14.如权利要求13所述的基板处理方法，其中固定所述顶部边缘电极的位置，并且使所述间隙控制板以及所述支撑板分别在向下方向移动，使得在维持所述参考间隙的同时，所述顶部边缘电极的底表面与所述底部边缘电极的顶表面之间的间隙被加宽。
15.如权利要求13所述的基板处理方法，其中固定所述顶部边缘电极的位置，并且使所述间隙控制板以及所述支撑板分别在向上方向移动，使得在维持所述参考间隙的同时，所述顶部边缘电极的底表面与所述底部边缘电极的顶表面之间的间隙被缩窄。
16.如权利要求12所述的基板处理方法，其中所述间隙控制板包括：
介电板，其经定位以面向所述支撑板且由含有介电质的材料制成；以及
金属板，其定位于所述介电板上方且由含有金属的材料制成。
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